本文分析了汽轮机纯掖压谰逮系统的特点，建立了汽轮机升速阶段的数学模型，采用矢量控制电机驱动，在仿真的基础，实现了汽轮机的转速全程控制。
1前言
火电机组汽轮机控制发展的趋势是采用数字式电液调节控制系统，由计算机来完成复杂的控制逻辑，以伺服阀作为电——掖接口去驱动高压抗燃油油动机，从而实现汽轮机的转速控制、负荷控制、超速保护、单／多阀切换、阀站试验等各项功能。
而在中小容量的火电机组，汽轮机多为纯液压调速系统，以启动阀和同步器去控制二次油压，联动液压机构，从而控制汽轮机的状态。由于其液压系统的复杂性，汽轮机自动控制的效果并不理想。
2纯液调系统实现自动控制存在的问题
纯液调系统有的使用单相交流电机作为启动阀、同步器的驱动电机；但普通交流电机的转动惯性较大、低速范围下发热严重、输出转矩不平衡，容易造成传动机构的超调和卡涩，影响汽轮机的安全运行。也有采用直流电机的，使得系统复杂、检修频繁，不适合电厂运行可靠性高的要求。
另一方面，汽轮机纯掖调系统为了保证其稳定性，液压部件含有转速负反馈功能。以旋转阻尼式调速系统为例，旋转阻尼将汽轮机转速转化为一次油压，作用于放大器，进行油压变化和输出流量的放大，形成二次油压，控制错油门的油动机。转速提高，一次油压上升，使二次油压下降，关小汽门开度。这种转速的液压负反馈相当复杂，而且是不可控的，其对自动控制回路中转速负反馈的实现存在着重叠和干扰的作用。
3解决途径
宿东电厂#3机（125MW）选用了动态响应能力*的矢量控制电机（即矢量控制的交流变频调速电机），作为启动阀和同步器的驱动电机，提高了执行机构的性能，同时通过对纯液调系统液压结构的分析，简化推导出升速阶段调速系统的数学模型，采取相应的控制策略，在仿真控制的基础上，进一步实现了汽轮机的转速控制和负荷控制，达到了预期的满意效果。
3．1矢量控制电机的原理和优点
其原理是矢量变换控制。以产生相同的旋转磁动势为准则，经过坐标变换，将三相交流绕组等效为二相交流绕组、旋转的直流绕组，从而建立与三相异步电机等效的直流电机模型。
图1所示，异步电动机在三相对称坐标系下的静止绕组分别通以三相平衡的正弦电流ia、ib、ic，产生了合成磁动势F1，以同步转速ω1旋转。经过三相／二相旋转，可以等效为二相静止绕组，在空间互差90º，通以时间互差90º的二相平衡电流ia、ib产生大小和转速都相等的旋转磁动势Fl。在功率不变条件下：
再经过按转子磁场定向的旋转变换，如图2所示，二相静止绕组可等效为旋转坐标系下的二相绕组M、T（M轴沿着转子总磁链的方向、T轴以M轴逆时针转90º），分别通以直流电流im、it以
同步转速ω1旋转，同样也产生磁动势F1。其中，角为M轴与α轴的夹角。
就M、T绕组而言，当观察者站在地面上看去，它们是与三相交流绕组等效的旋转直流绕组；如果跳到旋转的铁芯上看，它们就是直流电机的模型，M相当于励磁绕组，T相当于伪静止的电枢绕组。模拟直流电动机的控制方法，求得其控制量，经过相应的坐标反变换，就可以控制交流电动机了。
由上述原理产生的矢量控制电机，兼顾了直流电机和交流电机的所有优点，恒转矩旋转，拥有极宽的调速范围和*的调速精度，以及优良的动态响应性能，适合汽轮机控制的需要。
3．2汽轮机纯液调系统的数学模型
研究125MW机组纯液调系统的结构，简化建立了汽轮机升速阶段的数学模型。
3．3控制策略
汽轮机的转速控制采用了比例积分作用+转速给定值前馈的控制策略，既保证了转速控制的快速性，又解决了稳态情况下转速控制精度的问题。
转速控制器输出为启动阀或同步器马达的位移控制信号，经函数发生器将位移偏差转换为电机的转速控制信号，如图5所示：
在转子临界区，升速率自动置为zui大升速率，以保证快速通过，减少临界区转子的振动。
4仿真控制
按照汽轮机升速阶段的数学模型，静态进行对象的仿真控制，寻找控制对象的*控制参数范围，仿真升速曲线如图6所示。
比例常数为0．9，积分时间为120，前馈系数选为额定转速下前馈10％调节器输出。
5热态实现
在汽轮机升速的过程，对高转速范围下启动阀出现空行程的情况，采用快速全开启动阀，切换至同步器控制的办法，实现了汽轮机纯液调系统的转速全程控制。调节参数如表1所示。
实际升速曲线如图7所示：
6结束语
汽轮机纯液调系统转速全程控制的实现，有利于提高中小容量机组的自动化水平。
我们可以对纯液调系统内部结构进行吏深层次的分析，建立更接近的数学模型，进一步完善汽轮机纯液调系统的转速控制和负荷控制。
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